4G伪基站干扰评估、定位及规避优化方案

张明臣 刘建民 田永超

【摘  要】针对近期LTE伪基站日益增多的情况，分析了伪基站干扰对网络覆盖、业务质量的影响，提出了通过邻区切换分析、现场测试等手段排查定位伪基站的方法。通过异频改造、降低功率等手段，可以有效规避、减弱伪基站干扰影响，保障用户业务感知。

【关键词】伪基站;干扰;定位

[Abstract] At present， the number of LTE pseudo base stations is increasing. The influences of pseudo base stations interference on network coverage and service quality are investigated， and a method to check and localize pseudo base stations based on adjacent cell handover analysis and on-spot test is proposed. By reforming differ-frequency and reducing power， the influences of pseudo base stations interference can be effectively avoided and weakened to guarantee the user service perception.

[Key words]pseudo base station; interference; localization

1   引言

4G网络中的“伪基站”是指网络号与运营商相同，模拟发射4G网络信号，但不能完成正常注册登记，无法接入网络和进行切换的信号收发装置。伪基站在移动通信蜂窝网络中的网络干扰示意图如图1所示。

中国电信4G同频伪基站的发射频率、网络号与中国电信LTE网络下行频率相同，但伪基站下发TAC（Trace Area Code，跟踪区编码）与CI（CELL_ID，小区标识）不属于电信正常配置。2018年以来，天津市多处区域主干路段、路口出现同频伪基站，导致信号质量恶化、邻区切换失败、用户业务断线等问题。图2是在西青区某处发现的伪基站现场情况：

由于近期新发现的伪基站数量较多，且多位于主干道路沿线，应全面客观评估伪基站的影响，寻求快速定位排查伪基站的办法，制定伪基站干扰规避优化方案，以尽量消除其对4G用户保持性能、业务感知的负面影响。

2   伪基站配置分类及影响评估

2.1  伪基站配置分类

依据4G伪基站发射频点和PCI（Physical Cell ID，物理小区标识）配置差异，伪基站可分为如下几类：

（1）同频静态PCI伪基站：与现网L1.8G同频，PCI随机选取，同频干扰强烈。

（2）同频动态PCI伪基站：与现网L1.8G同频，自动搜索现网较强PCI并进行同PCI伪装，且可以周期性调整PCI，同频干扰强烈。

（3）异频（有重叠频率）伪基站：与现网L1.8G异频，但有部分频率重叠，存在少量同频干扰。

（4）异频伪基站：与现网频段不同，无频率重叠，无同频干扰。

2.2  伪基站干扰影响评估

不同类型的伪基站会对网络覆盖质量及用户业务产生不同程度的干扰影响。

（1）同频静态PCI伪基站

同频静态PCI伪基站与现网下行频率相同，PCI随机选取，同频干扰强烈。这会导致伪基站覆盖区域用户信号质量恶化、切换失败或数据掉线，VoLTE语音呼叫失败、掉线等。另外，自动邻区优化功能开启后可能触发无效的切换尝试，导致大量切换失败。

对于同频静态PCI伪基站，暂时可以将相关目标邻区添加至切换黑名单，禁止发起切换尝试，避免切换指标恶化，但伪基站现场的同频干扰影响无法消除。

（2）同频动态PCI伪基站

同频动态PCI伪基站与现网下行频率相同，自动搜索现网较强PCI并进行同PCI伪装，同频干扰强烈。会导致伪基站覆盖区域用户信号质量恶化、切换失败或数据掉线，VoLTE语音呼叫失败、掉线等。另外，会触发较多虚假的切换尝试，从而导致大量切换失败。

对于同频动态PCI伪基站，对受到干扰影响的邻区关系设置为禁止切换，避免大量切換失败发生，但伪基站现场的同频干扰影响无法消除。

（3）异频（有重叠频率）伪基站

异频（有重叠频率）伪基站与现网L1.8G异频，但有部分频率重叠，会对覆盖区域网络质量及用户感知造成干扰。可能导致业务质量下降、VoLTE语音呼叫失败、掉线等。

（4）异频伪基站

异频伪基站与现网L1.8G异频，且无频率重叠，无同频干扰。不会对业务态用户信号和业务造成干扰，但是对于空闲态用户存在短时干扰影响，可能导致短时脱网、VoLTE语音呼叫失败等。

3   伪基站干扰排查定位方法

同频伪基站会对相关区域网络覆盖质量、用户业务感知产生强烈干扰，应尽快进行定位排查。

3.1  通过邻区切换指标数据排查定位伪基站

根据邻区切换指标数据，针对切换失败问题集中区域或邻区进行分析排查，可以快速识别、定位受伪基站同频干扰的区域，结合现场测试可以进一步明确伪基站位置。

（1）邻区切换失败集中区域干扰测评

通过邻区切换指标地理化分析，针对切换失败集中区域开展测试分析，可以评估定位存在伪基站干扰的区域以及干扰源位置。

根据邻区切换指标分析，天津市各区域切换失败TOP小区统计如表1所示：

由分析可知，134个邻区切换失败TOP小区中，110个是1.8G频点小区，且西青、南开TOP小区数量明显超出其它区域。针对西青、南开TOP小区聚集的区域，进行了1.8G频点网络DT测试。经过测试数据解析，确认大多数TOP小区附近存在伪基站干扰。

西青、南开邻区切换失败TOP小区分布、测试区域内伪基站分布情况如图3所示（绿色星星表示伪基站位置）：

测评发现，由于伪基站与电信1.8G网络同频且大多伪基站PCI设置模拟电信周边小区设置，导致相关区域信号质量恶化、邻区混淆，容易出现切换失败、掉线、重建等问题，用户感受显著下降。

（2）切换失败非法邻区干扰站分析

通过切换失败邻区关系中目标小区的合理性分析，可以识别未与正常网络发生混淆的同频干扰站，以便快速定位排查同频干扰源。

提取中兴区域1月中旬一周邻区对切换数据，利用4G邻区切换失败问题分析工具，对切换失败TOP200邻区对进行了原因定位分析。经分析，在中兴区切换失败TOP200邻区中，112条（占比56%）存在邻区数据错配，进一步分析目标邻区的配置数据，可以确认多处源小区附近存在伪基站导致自动邻区优化功能误配邻区，从而出现大量切换失败。

3.2  日常测评干扰分析

通过日常的网络测试分析，也可以定位排查伪基站干扰现象，结合现场勘察、频谱扫描等手段，可以定位伪基站位置。

2018年3月，在宁河、汉沽等区域展开的区域测评发现频繁的RRC重建、掉线、速率持续降低等问题，结合现场勘察确认部分路段存在伪基站装置。

3.3  客户投诉问题分析

根据对客户投诉问题的分析，可以初步判斷是否可能存在外界干扰，结合现场网络、业务测试评估，可以判断定位是否存在伪基站干扰。

例如，有用户反馈经过友谊南路、宾水西道等主干道路、路口时，发生业务断线、脱网等现象。现场测试表明，用户投诉区域设置了同频伪基站。受伪基站干扰影响，相关路段网络覆盖质量明显恶化，导致途经相关路段的用户感知明显恶化。

4   同频伪基站干扰规避优化方案

由于伪基站分布点位相当密集，且多位于人流密集主干道、路口，对中国电信4G网络质量及用户感知、集团测评、邻区切换指标等多方面产生明显的负面影响。为了消除或减弱伪基站对中国电信4G网络及用户感知的干扰，根据各类型伪基站运行机制差异，提出如下干扰协调优化方案：

（1）同频伪基站调整为异频模式（非重叠）：设置异频模式（与电信频段不重叠），设置静态PCI，电信配合设置异频重选邻区关系。这样，可以实现空闲态异频重选及位置更新接入尝试，接入被拒绝后经历短时脱网，可以再次重选返回电信4G网络，对用户影响较小。

（2）异频伪基站降低功率：降低异频伪基站干扰站发射功率，仅覆盖附近路面，减小对周边室内场所的干扰。

5   结束语

2018年，在通过上述方法定位排查同频伪基站以后，天津电信积极与相关部门沟通，协调实施同频干扰站改造为异频模式等优化方案，极大缓解了伪基站对相关区域4G网络的强烈干扰，保障了4G用户业务感知。

将来，天津电信将通过多种手段持续监控识别伪基站干扰，快速排查、定位伪基站，协调推动、落实异频改造、功率下调等伪基站干扰规避优化方案。

参考文献：

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